江蘇省徐州市高中物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題易錯(cuò)題

1、江蘇省徐州市高中物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題易錯(cuò)題一、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題1如圖所示，真空中某豎直平面內(nèi)有一長(zhǎng)為2l、寬為 l 的矩形區(qū)域abcd，區(qū)域 abcd內(nèi)加有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于該豎直面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為 +q 的帶電微粒，從 a 點(diǎn)正上方的o 點(diǎn)水平拋出，正好從ad 邊的中點(diǎn)p進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域，并沿直線運(yùn)動(dòng)，從該區(qū)域邊界上的某點(diǎn)q 離開(kāi)后經(jīng)過(guò)空中的r 點(diǎn)(q、r圖中未畫出 )。已知微粒從q 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 r點(diǎn)的過(guò)程中水平和豎直分位移大小相等，o 點(diǎn)與 a 點(diǎn)的高度差38hl，重力加速度為 g，求：(1)微粒從 o 點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大??；(2)電場(chǎng)強(qiáng)

2、度 e和磁感應(yīng)強(qiáng)度b 的大?。?3)微粒從 o 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到r點(diǎn)的時(shí)間t?！緛?lái)源】四川省攀枝花市2019 屆高三第三次統(tǒng)一考試?yán)砭C物理試題【答案】 (1)0233vgl；(2)3mge4q，32mgbql；(3) 433ltg【解析】【詳解】（1）從 o 到 p，帶電微粒做平拋運(yùn)動(dòng)：201hgt20 0l=v t所以02v3gl3（2）在 p點(diǎn)：y01v =gt3gl222p0y5v =vv3gl6設(shè) p 點(diǎn)速度與豎直方向的夾角為 ，則0yv4tanv3帶電微粒進(jìn)入電磁區(qū)域后做直線運(yùn)動(dòng)，受力如圖，可知其所受合力為零，可知：mgmgtanfeqpmgmgsinfqv b3mge4qm3gb2ql（3

3、）設(shè)微粒從p到 q 所用時(shí)間為t1，10pd13ltv2g設(shè)微粒從q 到 r 所用時(shí)間為t2，因水平和豎直分位移相等，得：202xv t22y221yv tgt2由題意得：22xy微粒從 0 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到r點(diǎn)的時(shí)間t 為：012tttt所以：43lt3g2如圖所示，在空間坐標(biāo)系x0)的帶電小球從m 由靜止釋放，小球沿mn 方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)n 點(diǎn)的速度大小為nv（待求）；若將該小球從m 點(diǎn)沿垂直于mn 的方向，以大小nv的速度拋出，小球?qū)⒔?jīng)過(guò)m 點(diǎn)正上方的p點(diǎn)（未畫出），已知重力加速度大小為g，求：(l)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度e及小球在n 點(diǎn)的速度nv；(2)m 點(diǎn)和 p點(diǎn)之間的電勢(shì)差；(3)小球在 p

4、點(diǎn)動(dòng)能與在m 點(diǎn)動(dòng)能的比值【來(lái)源】【市級(jí)聯(lián)考】江西省南昌市2019 屆高三下學(xué)期4 月第二次模擬考試?yán)砭C物理試題【答案】（ 1）2gd（ 2）4mgdq（3）73【解析】【詳解】解：（ 1）由小球運(yùn)動(dòng)方向可知，小球受合力沿mn 方向，如圖甲，由正弦定理：sin30sin30sin120mgfeq得：3mgeq合力： f=mg從mn,有：22nad得：2ngd（2）如圖乙，設(shè)mp 為 h，作 pc垂直于電場(chǎng)線，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)：21cos602hatsin60nhtcos30mcuehmpmcuu得：4mpmgduq（3）如圖乙，作pd 垂直于 mn，從mp，由動(dòng)能定理：mdkpkmfseesi

5、n30mdsh212kmnemv73kpmdkmkmkmefseee8如圖甲所示，兩平行金屬板接有如圖乙所示隨時(shí)間t 變化的電壓u，兩板間電場(chǎng)可看作均勻的，且兩金屬板外無(wú)電場(chǎng)，兩金屬板長(zhǎng)l0.2 m，兩板間距離d 0.2 m在金屬板右側(cè)邊界 mn 的區(qū)域有一足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，mn 與兩板中線oo垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向垂直紙面向里現(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線oo 連續(xù)射入電場(chǎng)中，已知每個(gè)粒子速度 v0105 m/s，比荷qm 108 c/kg，重力忽略不計(jì)，在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作是恒定不變的(1)試求帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度；(2)任意時(shí)刻從電場(chǎng)射出的帶電粒子，進(jìn)

6、入磁場(chǎng)時(shí)在mn 上的入射點(diǎn)和在mn 上出射點(diǎn)的距離是一確定的值s，試通過(guò)計(jì)算寫出s的表達(dá)式（用字母m、v0、q、 b表示）【來(lái)源】【市級(jí)聯(lián)考】肇慶市2019 屆高三第三次統(tǒng)一檢測(cè)理綜物理試題【答案】（ 1）55210/1.41 10/mvm sm s方向：斜向右上方或斜向右下方，與初速度方向成45夾角；（ 2）s022mvrsinqb，距離 s 與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)行速度的大小無(wú)關(guān)， s 為定值【解析】【分析】【詳解】（1）偏轉(zhuǎn)電壓由0 到 200v 的變化中，粒子流可能都能射出電場(chǎng)，也可能只有部分粒子能射出電場(chǎng)，設(shè)偏轉(zhuǎn)的電壓為u0時(shí)，粒子剛好能經(jīng)過(guò)極板的右邊緣射出，則：2001()22u qdl

7、mdv解得 u0100v知偏轉(zhuǎn)電壓為100v 時(shí)，粒子恰好能射出電場(chǎng)，且速度最大根據(jù)動(dòng)能定理得，220011222mumvmvq552 10/1.41 10/mvm sm s方向：斜向右上方或斜向右下方，與初速度方向成45夾角（2）設(shè)粒子射出電場(chǎng)速度方向與mn 間夾角為 粒子射出電場(chǎng)時(shí)速度大小為：0vvsin在磁場(chǎng)中，2vqvbmr解得 r0mvmvqbqbsin因此粒子射進(jìn)磁場(chǎng)點(diǎn)與射出磁場(chǎng)點(diǎn)間距離為：s022mvrsinqb由此可看出，距離s 與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)行速度的大小無(wú)關(guān)，s 為定值9如圖所示，半徑為r 的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與x 軸相切于坐標(biāo)系的原點(diǎn)o，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 b0，方向垂直于紙面向

8、外磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一長(zhǎng)方體加速管，加速管底面寬度為2r，軸線與 x 軸平行且過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的圓心，左側(cè)的電勢(shì)比右側(cè)高在加速管出口下側(cè)距離2r處放置一寬度為2r 的熒光屏加速管右側(cè)存在方向垂直于紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度也為b0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域在o 點(diǎn)處有一個(gè)粒子源，能沿紙面向y0 的各個(gè)方向均勻地發(fā)射大量質(zhì)量為 m、帶電荷量為q 且速率相同的粒子，其中沿y 軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子，恰能沿軸線進(jìn)入長(zhǎng)方形加速管并打在熒光屏的中心位置（不計(jì)粒子重力及其相互作用）（1）求粒子剛進(jìn)入加速管時(shí)的速度大小v0；（2）求加速電壓u；（3）若保持加速電壓u 不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.9 b0，求熒光屏上有粒子到達(dá)的范圍？【

9、來(lái)源】江蘇省揚(yáng)州市高郵市20182019 學(xué)年度第二學(xué)期高三年級(jí)階段性物理調(diào)研試題【答案】（ 1）（2）（3）【解析】【分析】由運(yùn)動(dòng)方向通過(guò)幾何關(guān)系求得半徑，進(jìn)而由洛倫茲力作向心力求得速度；再由幾何關(guān)系求得半徑，由洛倫茲力作向心力聯(lián)立兩式求得粒子速度，應(yīng)用動(dòng)能定理求得加速電壓；先通過(guò)幾何關(guān)系求得粒子在加速管中的分布，然后由粒子運(yùn)動(dòng)的半徑及幾何關(guān)系求得可打在熒光屏上的粒子范圍；【詳解】解： (1)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑為：(2)粒子在磁場(chǎng)區(qū)域的軌道半徑為: 又由動(dòng)能定理得：解得：(3)粒子經(jīng)磁場(chǎng)區(qū)域后，其速度方向均與x 軸平行；經(jīng)證明可知： oo1co2是菱形，所以co2和 y 軸平行， v

10、 和 x 軸平行磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b2減小 10%，即，熒光屏上方?jīng)]有粒子到達(dá)的長(zhǎng)度為:即熒光屏上有粒子到達(dá)的范圍是：距上端處到下端，總長(zhǎng)度10 在空間中存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其豎直邊界ab、cd的寬度為d，在邊界ab左側(cè)是豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為e的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為 +q 的粒子（不計(jì)重力）從 p點(diǎn)以大小為v0的水平初速度射入電場(chǎng)，隨后與邊界ab成 45 射入磁場(chǎng)，若粒子能垂直 cd邊界飛出磁場(chǎng)，試求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b；（2）從進(jìn)入電場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)的總時(shí)間。【來(lái)源】陜西省漢中市漢臺(tái)區(qū)2019 屆高三年級(jí)教學(xué)質(zhì)量第一次檢測(cè)考試物理試題【答案】（ 1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b為0mvqd；（ 2）從進(jìn)入電場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)的總時(shí)間為004mvdqev?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為：002cos45vvv粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何知識(shí)得：2sin 45drd粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：2vqvbmr解得：0mvbqd；（2）粒子在電